二原子間に生ずる相互作用力とトンネル電流との普遍的関係性の検証

验证两个原子之间产生的相互作用力与隧道电流之间的普遍关系

• 批准号: 22760028
• 负责人: 杉本 宜昭
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22760028/
• 关键词: 原子間力顕微鏡; 走査型トンネル顕微鏡

・原子間力顕微鏡,(AFM)で原子分解能を得るには、カンチレバーを共振周波数で振動させる周波数変調法が使われる。本研究では、カンチレバーを小さい振幅で振動させるほど、空間分解能と相互作用力測定のS/N比が向上することを理論計算で明らかにした。AFMを小振幅で動作させるためには、バネ定数が大きいカンチレバーを使う必要があるが、水晶カンチレバーをピエゾ電気で検出する従来の方式では、感度があまり上がらないことが知られている。そこで、水晶カンチレバーと光干渉方式変位検出型を組み合わせたAFMを開発し、実際に小振幅動作が可能であることを確かめた。これにより、原子分解能の像の取得に加えて、フォーススペクトロスコピーが高感度に行えることを実証した。・Pb/si(111)-(7x7)表面上のSi原子と置換原子であるPb原子の上でトンネル電流と相互作用力の同時測定を行った。実験には、金属コートされたSiカンチレバーを使用し、室温での熱ドリフトを補償して精密な実験を行った。その結果、Si,Pb両方の原子共に、トンネル電流と相互作用力が探針-試料間距離に対して指数関数的に増大することが明らかになった。また、トンネル電流と相互作用力の距離依存性の関係であるが、距離範囲によって依存性が変化し、過去の理論で予想されるよりも複雑なものとなった。一方、理論計算では、トンネル電流と相互作用力はほぼ、同じ減衰距離を持つ指数関数で書けることが分かった。

·Atomic force microscopy (AFM), atomic decomposition energy, resonance frequency, vibration frequency, frequency modulation method. In this study, the amplitude of vibration, spatial decomposition energy and S/N ratio of interaction force are calculated theoretically. AFM has a small amplitude, a large amplitude, and a large amplitude. For example, the crystal structure can be changed to the optical interference mode, and the AFM can be opened, and the small amplitude operation can be realized. The atomic decomposition energy can be obtained by increasing the sensitivity of the atomic decomposition energy. Simultaneous determination of Si atom and Pb atom on Pb/Si(111)-(7x7) surface For example, the temperature of the metal substrate is high, and the temperature of the silicon substrate is high. The results show that the atomic interaction between Si and Pb increases with the distance between probe and sample. The relationship between the distance dependence of the interaction force and the electric current has been transformed into a new theory. A theoretical calculation of the current interaction force, the same attenuation distance, the index of the relationship, the number of points.

项目成果

Atom manipulation and force measurement by atomic force microscopy

原子力显微镜的原子操纵和力测量

• 发表时间: 2010
• 作者: 金 炯濬，野口 裕;合志 憲一;安達 千波矢;石井 久夫;Hideki Tanaka
• 通讯作者: Hideki Tanaka

Simultaneous AFM and STM measurements at room temperature

室温下同时进行 AFM 和 STM 测量

• 发表时间: 2010
• 作者: 青木悠樹;平山博之;Yoshiaki Sugimoto
• 通讯作者: Yoshiaki Sugimoto

Force spectroscopy on hydrogen adsorbed Si(111)-(7x7) surface using dynamic force microscopy

使用动态力显微镜对氢吸附的 Si(111)-(7x7) 表面进行力谱分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Kenji Sakamoto;Junichi Ueno;Kirill Bulgarevich;and Kazushi Miki;MasakiFukumoto
• 通讯作者: MasakiFukumoto

NC-AFM imaging of the TiO_2(110)-(1×1) surface at low temperature

TiO_2(110)-(1×1)表面低温NC-AFM成像

• 发表时间: 2010
• 期刊: Nanotechnology
• 影响因子: 3.5
• 作者: V.Darakchieva;M.Schubert;T.Hofmann;B.Monemar;Ching-Lien Hsiao;Ting-Wei Liu;Li-Chyong Chen;W.J.Schaff;Y.Takagi;Y.Nanishi;梶 弘典;Ayhan Yurtsever
• 通讯作者: Ayhan Yurtsever

Small-amplitude dynamic force microscopy using a quartz cantilever and an optical interferometer

使用石英悬臂和光学干涉仪的小振幅动态力显微镜

• 发表时间: 2010
• 作者: M. Okazaki;S. Yamagushi;M. Sakaguchi;Kenichi Morita
• 通讯作者: Kenichi Morita